本文選題：SnO_2@C　切入點(diǎn)：鋰離子電池負(fù)極材料　出處：《華中師范大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料通常為碳系材料,如石墨,中間相碳微球等。它們的比容量較低,而且結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定,經(jīng)不起大電流充放電。所以雖然現(xiàn)階段的鋰離子電池已經(jīng)基本滿足便攜小型設(shè)備的需要,但電動(dòng)車(chē)所需的大型動(dòng)力鋰離子電池所用材料仍需我們科研人員改進(jìn)和研發(fā)。 二氧化錫(SnO2)屬于金屬氧化物,相對(duì)于石墨(372mAh/g)擁有二倍多的比容量(782mAh/g),是一種有潛力取代石墨的動(dòng)力鋰離子電池負(fù)極材料,但金屬氧化物作為鋰離子電池負(fù)極材料都有一個(gè)共同的缺陷：循環(huán)性能較差。而造成金屬氧化物材料循環(huán)壽命短的原因就是它在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生劇烈的體積變化(充滿電時(shí)膨脹300%),反復(fù)的體積劇烈變化會(huì)造成活性材料粉化并與導(dǎo)電基底脫離,晶體結(jié)構(gòu)破壞等嚴(yán)重后果,而在大電流充放電的狀態(tài),這種崩潰將會(huì)更快發(fā)生�？朔饘傺趸矬w積膨脹帶來(lái)的災(zāi)難性后果是目前科學(xué)研究者研究的重點(diǎn)。并且,金屬氧化物本身的電導(dǎo)率不高,這也影響了它的高倍率充放電性能。人們嘗試了很多方法來(lái)改善這些缺點(diǎn),如制作中空的納米球形貌的SnQ,在納米級(jí)SnO2周?chē)采弦粚訜o(wú)定形碳緩沖層,量子點(diǎn)SnO2等,納米結(jié)構(gòu)的SnO2與無(wú)定形碳緩沖層確實(shí)在一定程度上減輕了SnO2的體積膨脹效應(yīng),并且提高了傳統(tǒng)SnO2的比表面積,縮短了鋰離子擴(kuò)散路徑,提高了電導(dǎo)率。但這些方法并未完美的解決這一問(wèn)題,SnO2循環(huán)壽命仍然在50圈以?xún)?nèi)。 第一章簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)今鋰離子電池商業(yè)以及科研上的大背景,給出了常見(jiàn)鋰離子電池材料的電勢(shì)排列圖以及商業(yè)鋰離子電池的工作原理圖。然后針對(duì)每一種類(lèi)型的最常見(jiàn)的電極材料的優(yōu)缺點(diǎn),需要改進(jìn)的方向進(jìn)行了介紹。詳細(xì)解釋了電解液中兩個(gè)重要的分類(lèi)：液體電解液和聚合物電解質(zhì)的區(qū)別以及聯(lián)系,實(shí)驗(yàn)室最常用的液體電解液的成分和發(fā)展歷史用一張圖表展示了出來(lái)。關(guān)于鋰離子電池的粘合劑,雖然在鋰電領(lǐng)域人們常常目光都集中在電極材料的優(yōu)化或者發(fā)現(xiàn)新材料上,但實(shí)際上通過(guò)改變電極材料的粘合劑,有時(shí)能夠起到更大的提升電池性能的作用,在這里介紹了傳統(tǒng)鋰離子電池粘合劑的優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí)也介紹了在文獻(xiàn)中出現(xiàn)的一些新興粘合劑的性能效果,可以為本文中的海藻酸鈉性能效果作比較以及鋪墊。 第二章介紹扣式鋰離子電池的組成部分,詳細(xì)說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)室工作電極的制作方法,扣式鋰離子電池的組裝方法,并制作了以石墨為負(fù)極的扣式鋰離子電池,討論制作性能最佳扣式電池的工藝手法。 第三章用一步水熱法合成了SnO2@C復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米材料,對(duì)材料進(jìn)行了SEM, TEM,拉曼光譜,熱重分析等充分的表征,結(jié)果確定SnO2(?)C微觀結(jié)構(gòu)是由質(zhì)量含量33%的無(wú)定形碳包覆的20納米SnO2小顆粒結(jié)構(gòu)。將SnO2(?)C，

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